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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrradnabendynamo
montierbar an einem Fahrrad.
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HINTERGRUND
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Ein
Fahrradnabendynamo, der einen Klauenpolgenerator verwendet, ist
im Stand der Technik bekannt. Ein bekannter gewöhnlicher
Klauenpolgenerator umfasst mehrere Mengen von ersten und zweiten
laminierten Jochs, gebildet durch laminierte plattenartige Stücke.
In einem bekannten gewöhnlichen Klauenpolgenerator umfassend
laminierte Jochs, werden plattenförmige Stücke
jeweils in eine C-Form gebracht und umfassen einen inneren Jochabschnitt,
einen äußeren Jochabschnitt und ein Fass, das
die umfänglichen Abschnitte verbindet (zum Beispiel
japanische Offenlegungsschrift
Nr. 2007-135358 ).
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In
dem bekannten Nabendynamo wird Aluminiumdraht mit einem geringern
spezifischen Gewicht in einer Spule verwendet, die eine innere Spuleneinheit
bildet. Dies reduziert Gewicht der Spule, um Gewicht des Nabendynamos
zu reduzieren.
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In
dem gewöhnlichen Nabendynamo ist der Aluminiumdraht weniger
dehnbar als ein Kupferdraht, der in der Spule verwendet wird und
bricht daher leicht, wenn er gebogen oder gedehnt wird durch eine äußere
Kraft. Wenn ein Ende der Aluminiumspule verbunden ist mit einem
Anschluss aus einem anderen Metall als Aluminium, wie zum Beispiel
Kupfer, mittels Verbindung zum Beispiel Löten mit Blei-Zinnlegierung
oder dergleichen, kann elektrolytische Korrosion auftreten zwischen
verschiedenen Metallen durch Kontakt mit Luft.
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Die
folgende Erfindung hat als ein Ziel das Bereistellen eines Fahrradnabendynamos,
welcher Gewicht einer Nabe reduzieren und ein Brechen und Korrosion
einer Spule verhindern kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Fahrradnabendynamo bzw. ein Nabendynamo gemäß der
Erfindung ist montierbar an einem Fahrrad und umfasst: eine Nabenachse;
ein Nabengehäuse; einen Magneten; eine innere Sicherungseinheit;
ein Anschlusselement; ein erstes Abdeckelement und ein zweites Abdeckelement.
Das Nabengehäuse ist bezüglich der Nabenachse
drehbar montiert. Der Magnet ist verbunden mit dem Nabengehäuse.
Die innere Sicherungseinheit umfasst eine Trommel und eine Spule,
angeordnet an einer umfänglichen inneren Seite des Magneten,
und ist an der Nabenachse montiert. Die Spule hat einen Spulenabschnitt,
der um die Trommel gewickelt ist und erste und zweite Abschnitte,
angeordnet an gegenüberliegenden Seiten des Spulenabschnitts
und zumindest der erste Abschnitt ist aus Aluminium hergestellt.
Das Anschlusselement ist ein leitfähiges Metallelement,
elektrisch verbunden mit dem ersten Abschnitt der Spule und elektrisch
verbindbar mit einem äußeren Draht. Das erste
Abdeckelement deckt einen äußeren umfänglichen
Abschnitt des ersten Abschnitts der Spule ab und hat isolierende
Eigenschaften und Wärmeschrumpfeigenschaften. Das zweite Abdeckelement
deckt einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschlusselement und
dem ersten Abschnitt der Spule gemeinsam mit einem Ende des ersten
Abdeckelements ab, hat einen inneren umfänglichen Abschnitt,
haftend an einem abgedeckten Abschnitt und hat isolierende Eigenschaften
und Wärmeschrumpfeigenschaften.
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In
dem Nabendynamo wird, wenn das Fahrrad fährt und die Nabenachse
und das Nabengehäuse zueinander gedreht werden, werden
die zumindest im ersten Abschnitt aus Aluminium hergestellte Spule
und der Magnet relativ zueinander gedreht, um elektrische Leistung
zu erzeugen. Aluminium, wie hierin verwendet, umfasst reines Aluminium
und Aluminiumlegierung. Die erzeugte elektrische Leistung wird von
dem Anschlusselement, verbunden mit dem ersten Abschnitt der Spule über
den äußeren Draht an eine elektrische Vorrichtung
geliefert. Der äußere umfängliche Abschnitt
des ersten Abschnitts der Spule ist abgedeckt mit dem wärmegeschrumpften isolierenden
ersten Abdeckelement. Der Verbindungsabschnitt zwischen der Spule
und dem Anschlusselement gemeinsam mit dem Ende des ersten Abdeckelements
ist abgedeckt mit dem wärmegeschrumpften isolierenden zweiten
Abdeckelement und der innere umfängliche Abschnitt des
zweiten Abdeckelements haftet an dem abgedeckten Abschnitt. Zumindest
der erste Abschnitt der Spule ist aus Aluminium hergestellt, das
ein geringeres spezifisches Gewicht als Kupfer aufweist, was Gewicht
der Spule reduziert, um Gewicht des Nabendynamos zu reduzieren.
Der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschlusselement ist angeordnet, um
dem Außenraum ausgesetzt zu sein und der erste Abschnitt
der Spule ist abgedeckt mit dem zweiten Abdeckelement und der abgedeckte
Abschnitt haftet an dem inneren umfänglichen Abschnitt
des zweiten Abdeckelements. Der äußere umfängliche
Abschnitt des ersten Abschnitts ist bedeckt mit dem ersten Abdeckelement.
Daher kann, selbst wenn Flüssigkeit oder dergleichen von
der Seite des Anschlusselements eindringt, das Eindringen der Flüssigkeit
in den Verbindungsabschnitt verhindert werden und Kontakt mit Luft
kann vermieden werden, wodurch Korrosion des Verbindungsabschnitts
verhindert wird, selbst wenn Metalle anders als das der Spule verwendet
werden in einem Haftmittel oder dem Anschlusselement. Ferner ist
der erste Abschnitt der Spule bedeckt mit dem ersten Abdeckelement,
was Festigkeit der Spule an dem abgedecktem Abschnitt erhöht
und ein Brechen der Aluminiumspule verhindert, selbst wenn die Spule
wiederholt gebogen wird.
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Gemäß einem
zusätzlichen oder alternativen Aspekt der Erfindung, können
gegenüberliegende Enden des zweiten Abdeckelements gedichtet
sein durch Silikonharzversiegler in der Nabe. In diesem Fall sind
die gegenüberliegenden Enden des zweiten Abdeckelements
abgedeckt mit dem Sillikonharzversiegler, der isolierende Eigenschaften
aufweist und daher kann der Verbindungsabschnitt zuverlässig versiegelt
werden, selbst wenn schlechtes Schrumpfen oder schlechte Haftung
auftritt aufgrund eines Schrumpfzustands an dem abgedeckten Abschnitt.
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In
einem zusätzlichen oder alternativen Aspekt der Erfindung
können das Anschlusselement und der erste Abschnitt der
Spule in der Nabe gelötet sein. In diesem Fall kann, selbst
wenn die Aluminiumspule verbunden ist mit dem Anschlusselement mittels
Lötens mit, zum Beispiel Blei-Zinklegierung, Eintreten
von Flüssigkeit und Kontakt mit Luft verhindert werden,
um elektrolytische Korrosion zwischen verschiedenen Metallen zu
vermeiden.
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In
noch einem weiteren zusätzlichen oder alternativen Aspekt
der Erfindung kann der Fahrradnabendynamo weiter umfassen: ein Scheibenelement, das
eine Öse aufweist, mit welcher der zweite Abschnitt der
Spule elektrisch verbunden ist, und montiert und elektrisch verbunden
mit der Nabenachse; ein drittes Abdeckelement, dass dem äußeren
umfänglichen Abschnitt des zweiten Abschnitts der Spule
abdeckt und isolierende Eigenschaften und Wärmeschrumpfeigenschaften
aufweist; und ein zylindrisches viertes Abdeckelement, das einen
Verbindungsabschnitt zwischen der Öse des Scheibenelements
und dem zweiten Abschnitt der Spule gemeinsam mit einem Ende des
dritten Abdeckelements abdeckt, aufweisend einen inneren umfängli chen
Abschnitt haftend an einem abgedeckten Abschnitt und aufweisend
isolierende Eigenschaften und Wärmeschrumpfeigenschaften
in der Nabe. In diesem Fall ist der Verbindungsabschnitt des zweiten
Abschnitts ebenfalls abgedeckt mit dem dritten und vierten Abdeckelement
und daher kann die elektrolytische Korrosion an dem Abschnitt verhindert
werden und Festigkeit der Spule kann ebenfalls erhöht werden
in dem zweiten Abschnitt, wodurch ein Brechen verhindert wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist zumindest der erste Abschnitt der Spule
aus Aluminium hergestellt, das ein geringeres spezifisches Gewicht als
Kupfer aufweist, was Gewicht der Spule reduziert, um Gewicht des
Nabendynamos zu reduzieren. Der Verbindungsabschnitt zwischen dem
Anschlusselement, angeordnet um dem Außenraum ausgesetzt zu
werden, und der erste Abschnitt der Spule sind abgedeckt mit dem
zweiten Abdeckelement, und der abgedeckte Abschnitt haftet an dem
inneren umfänglichen Abschnitt des zweiten Abdeckelements.
Der äußere umfängliche Abschnitt des
ersten Abschnitts ist abgedeckt mit dem ersten Abdeckelement. Daher kann
selbst falls Flüssigkeit oder dergleichen von der Seite
des Anschlusselement eindringt, ein Eindringen der Flüssigkeit
in den Verbindungsabschnitt verhindert werden, und Kontakt mit Luft
kann verhindert werden, wodurch Korrosion des Verbindungsabschnitts
verhindert wird, selbst wenn verschiedene Metalle als das der Spule
verwendet werden in einem Haftmittel oder dem Anschlusselement.
Ferner ist der erste Abschnitt der Spule abgedeckt mit dem ersten Abdeckelement,
was die Festigkeit der Spule in dem abgedeckten Abschnitt erhöht
und ein Brechen der Aluminiumspule verhindert, selbst wenn die Spule wiederholt
gebogen wird.
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Gemäß der
vorangehenden und anderen Aufgaben, werden Merkmale, Aspekte und
Vorteile der vorliegenden Erfindung für den Fachmann anhand
der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche, in
Verbindung mit den beigefügten Figuren, ein anschauliches
Beispiel der vorliegenden Erfindung offenbart. Ferner ist für
den Fachmann offensichtlich, dass die offenbarten Merkmale der vorliegenden
Erfindung beliebig mit einander kombiniert werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nun
wird auf die angefügten Zeichnungen Bezug genommen, welche
ein Teil dieser Offenbarung sind:
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrads verwendend eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Halbschnittansicht eines Nabendynamos gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Seitenansicht des Nabendynamos.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer inneren Sicherungseinheit.
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5a ist
eine Schnittansicht einer Trommel.
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5b ist
eine Vorderansicht der Trommel.
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6 ist
eine Vorderansicht mit einer Abdeckung eines Verbinders entfernt.
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7 eine
Vorderansicht eines Anschlusselements.
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8 ist
eine Seitenansicht des Anschlusselements.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELE
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Die
ausgewählten Beispiele der vorliegenden Erfindung werden
nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es wird
für denn Fachmann anhand dieser Offenbarung ersichtlich,
dass die folgenden Beschreibungen der Beispiele der vorliegenden Erfindung
lediglich zu Illustrationszwecken dienen und nicht zur Einschränkung
bzw. Beschränkung der Erfindung bereitgestellt sind, wie
diese durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist.
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In 1 umfasst
ein Fahrrad 101 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Rahmen 102 umfassend eine
Vordergabel 102a, einen Lenker 104, einen Antriebsabschnitt 105 umfassend
eine Kette und Pedale oder dergleichen, ein Vorderrad (Rad) 106 umfassend
Speichen 99 und ein Hinterrad 107. Ein Nabendynamo 10 ist
aufgenommen in dem Vorderrad 106 des Fahrrads 101 und
erzeugte elektrische Leistung wird über eine Leistungsversorgungsleitung
weiter an ein Vorderlicht 14 mit optischem Sensor bereit
gestellt.
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Der
Nabendynamo 10 in den 2 und 3 ist
montiert an den Vorderenden der Vordergabel 102a gemeinsam
mit dem Vorderrad 106 des Fahrrads. Der Nabendynamo 10 umfasst
eine Nabenachse 15, deren gegenüberliegende Enden
gesichert sind an der Vordergabel 102a, ein Nabengehäuse 18,
abgeordnet an einer äußeren umfänglichen
Seite der Nabenachse 15 und drehbar getragen auf der Nabenachse 15 durch
ein Paar Lager 16 und 17, ein Generatormechanismus 20 angeordnet
zwischen der Nabenachse 15 und dem Nabengehäuse 18 und
ein Verbinder 22 zum Bereitstellen elektrischer Leistung,
die von dem Generatormechanismus 20 erzeugt wurde für
eine äußere elektrische Vorrichtung, zum Beispiel
das Vorderlicht 14. An dem Verbinder 22 ist ein
mit dem Vorderlicht 14 verbundener äußerer
Draht 13 verbunden. Das Nabengehäuse 18 dreht
sich mit einer Drehgeschwindigkeit von im Wesentlichen 240 Umdrehungen
pro Minute, 30 km/h für den Fall, dass das Vorderrad 106 ein
26-Zoll-Rad ist. Daher dreht der Nabendynamo 10 mit einer
Rotationsgeschwindigkeit, die eine Größenordnung
geringer ist als ein normaler Generator wie zum Beispiel ein Generator
in einem Auto.
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Wie
in den 2 und 4 gezeigt, sind an einer äußeren
umfänglichen Fläche der Nabenachse 15 erste
Außengewindeabschnitte 15a und 15b an gegenüberliegenden
Enden und ein zweiter Außengewindeabschnitt 15c,
gebildet zwischen dem ersten Außengewindeabschnitt 15a und 15b und
einen größeren Durchmesser als die der ersten
Außengewindeabschnitte 15a und 15b aufweisend,
gebildet. Auf der äußeren umfänglichen
Fläche der Nabenachse 15 von einem Montageabschnitt
des Generatormechanismus 20 zu einem Ende des ersten Außengewindeabschnitts 15b,
ist eine Drahteinfügenut 15d gebildet, in welcher
ein erster Abschnitt 44b einer Spule 44, wie weiter
unten beschrieben, eingefügt wird, der zwischen dem Generatormechanismus 20 und
dem Verbinder 22 verbindet. Die Nabenachse 15 ist
nicht drehbar gesichert an der Vordergabel 102a mittels
Sicherungsmuttern 24 und 25 (2),
die auf die ersten Außengewindeabschnitte 15a und 15b geschraubt
sind.
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Das
Nabengehäuse 18 umfasst einen Gehäusekörper 31 und
ein Deckelelement 32, das ein Ende (das rechte Ende in 2)
des Gehäusekörpers abdeckt. Der Gehäusekörper 31 ist
ein zylindrisches Element, das sich axial zu der Nabenachse 15 erstreckt
und an einem Ende (dem rechten in 2), einen
erweiterten Abschnitt 31a aufweist, der zu der äußeren
umfänglichen Seite hin erweitert ist, im Vergleich zu dem
anderen Ende. An einer äußeren umfänglichen
Fläche an gegenüberliegenden Enden des Gehäusekörpers 31 ist
ein Paar von Nabenflanschen 33a und 33b gebildet.
In den Nabenflanschen 33a und 33b sind eine Vielzahl
von Montagelöchern 34a und 34b gebildet
in umfänglich regelmäßigen Abständen
mit halb verschobenen Phasen, in welche innere Enden von Speichen 99 montiert
werden. Das Deckelelement 32 hat einen zylindrischen Gewindeabschnitt 32a,
geschnitten auf eine innere umfängliche Fläche
des erweiterten Abschnitts 31a des Gehäusekörpers 31 und
einen scheibenförmigen Drehträgerabschnitt 33b,
drehbar montiert an der Nabenachse 15. Das Deckelelement 32 wird
verschraubt und gesichert im Gehäusekörper 31 mittels
des zylindrischen Gewindeabschnitts 32a.
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Das
Nabengehäuse 18 ist einschließlich des Gehäusekörpers 31 und
des Deckelelements 32 gesichert an der Nabenachse 15 mittels
Kugelpresselementen 16a und 17a, die innere Ringe
der Lager 16 und 17 sind, die jeweils auf die
ersten Außengewindeabschnitte 15a und 15b der
Nabenachse 15 aufgeschraubt werden. Die Kugelpresselemente 16a und 17a sind
positioniert und gesichert mittels Sicherungsmuttern 35 und 36.
Die rechte Sicherungsmutter 36 sichert das Kugelpresselement 17a und
sichert den Verbinder 22 an der Nabenachse 15.
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Der
Generatormechanismus 20 ist ein Klauenpolgeneratormechanismus
und umfasst einen Permanentmagneten 41 verbunden mit einer
inneren umfänglichen Fläche des zylindrischen
Gewindeabschnitts 32a des Deckelelements 32 in
dem Nabengehäuse 18 und eine innere Sicherungseinheit 42, angeordnet,
um auf einen inneren umfänglichen Abschnitt des Permanentmagneten 41 zu
weisen, gesichert an der Nabenachse 15 und drehbar angeordnet relativ
zu dem Permanentmagneten 41. Der Permanentmagnet 41 ist
gesichert an einer inneren Fläche des erweiterten Abschnitts 31a des
Gehäusekörpers 31 in dem Nabengehäuse 18 und
ausgebildet durch eine Vielzahl von (zum Beispiel 4) Magnetelemente, die
in regelmäßigen umfänglichen Intervallen
geteilt sind. Ein Nordpol und ein Südpol sind wechselnd
magnetisiert auf dem Permanentmagneten 41 in regelmäßigen
Abständen und weisen zu einem äußeren umfänglichen
Abschnitt eines Jochs 46, das später beschrieben
wird.
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Wie
in 2 und 4 gezeigt, umfasst die innere
Sicherungseinheit 42 eine Trommel 43 angeordnet
an einer inneren umfänglichen Seite des Permanentmagneten 41,
eine ringförmige Spule 44 gewickelt um die Trommel 43 und
das Klauenpoljoch 46, welches bereitgestellt ist, um die
Spule 44 zu umgeben. Die Trommel 43 und das Joch 46 sind
nicht drehbar gesichert an der Nabenachse 15, um zwischen
einem Paar von Montageschrauben 38a und 38b gehalten
zu werden, welche auf dem zweiten Außengewindeabschnitt 15c aufgeschraubt
sind und so positioniert sind, dass in der axialen Richtung befindlich
innerhalb des erweiterten Abschnittes 31a.
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Wie
in den 5A und 5B (in
den 5A und 5B ist
das Joch 46 entfernt) gezeigt, umfasst die Trommel 43 eine
zylindrische Tonne 56, eine äußeren Umfang
aufweisend, um welchen die Spule 44 gewickelt ist und ein
erster Flansch 57 und ein zweiter Flansch 58,
gebildet an axial gegenüberliegenden Enden der Tonne 56.
In den ersten und zweiten Flanschen 57 und 58 erstrecken
sich eine Vielzahl von Nuten 57a und 58a im Wesentlichen
in radialer Richtung und in axial äußeren Flächen
davon gebildet, in welche das Joch 46 eingepasst wird.
Die Nuten 57a und 58a sind so gebildet, dass die
Nuten 57a und 58a voneinander verschoben sind,
wenn in der axialen Richtung betrachtet, das heißt, die
Nut 58a in dem zweiten Flansch 58 ist angeordnet
zwischen gegenüberliegenden zwei Nuten 57a in
dem ersten Flansch 57 auf der äußeren
umfänglichen Seite, sodass die Nuten 57a und 58a sich
teilweise gegenseitig überlappen, wenn in der axialen Richtung betrachtet,
von einer im Wesentlichen mittleren Position in einer radialen Richtung
und so, dass die Nuten 57a und 58a einander vollständig überlappen,
wenn in der axialen Richtung betrachtet auf der inneren umfänglichen
Seite.
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Die
Spule 44 ist gebildet aus einem Aluminiumdraht umfassend
zum Beispiel reines Aluminium und Aluminiumlegierung. Der Draht
hat einen rechteckigen oder runden Querschnitt und für
den runden Querschnitt ist dessen Durchmesser vorzugsweise etwa
0,65 mm. Wie in 5a gezeigt, hat die Spule 44 einen
Spulenabschnitt 44a um die Trommel 43 gewickelt
und erste und zweite Abschnitte angeordnet an gegenüberliegenden
Seiten des Spulenabschnitts 44a. Die ersten und zweiten
Abschnitte 44b und 44c sind beabstandet von den
ersten und zweiten Flanschabschnitten 57 und 58 der
Trommel 43 und erstrecken sich auswärts von der
Trommel 43. Das Volumen des Spulenabschnittes 44a beträgt
13020 mm3 und ist geringfügig größer
als das Volumen von 12050 mm3 einer Kupferspule,
welche im Wesentlichen dieselbe Menge an elektrischer Leistung erzeugt.
Das Gewicht des Spulenabschnitts 44a beträgt 35
g und ist wesentlich geringer als das Gewicht von 104 g der Kupferspule.
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Der
erste Abschnitt 44b (rechts in 2 und 3)
der Spule 44 ist dem Außenraum von einer Seite
(die rechte in 2 und 3) der Trommel 43 ausgesetzt,
insbesondere, auf der Seite des ersten Flansch 57, radial
nach innen gebogen, ferner auswärts gebogen (nach rechts
in 2 und 3) in die Drahteinfügenut 15d und
erstreckt sich zu dem rechten Ende in 2 der Nabenachse 15.
An dem Ende ist der ersten Abschnitt 44b elektrisch verbunden
mit einem Anschlusselement 50 des Verbinders 22,
das später beschrieben wird. Der erste Abschnitt 44b der
Spule 44 ist bedeckt mit einem ersten Abdeckelement (7 und 8) 64 in
einem Abschnitt zwischen dem ausgesetzten Abschnitt der Trommel 43 und
dem Verbindungsabschnitt zum Anschlusselements 50. Das
erste Abdeckelement 64 ist ein synthetischer Harzschlauch
mit Wärmeschrumpfeigenschaften und isolierenden Eigenschaften
und besteht aus, zum Beispiel elektronenstrahl-kreuzverlinkten Weichpolyolefinharzen.
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Der
zweite Abschnitt (das linke Ende in 2) 44c der
Spule 44 ist verbunden mit einem Scheibenelement 52 angeordnet
in Kontakt mit dem Joch 46 mittels der Montagemutter 38a.
Das Scheibenelement 52 umfasst eine radial vorstehende Öse 52a und
der zweite Abschnitt 44c ist an die Öse 52 gelötet.
Daher ist der zweite Abschnitt 44c der Spule 44 elektrisch
verbunden mit der Nabenachse 15 mittels des Scheibenelements 52.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst das Joch 46 ein Statorjoch 47 angeordnet
zwischen dem Permanentmagneten 41 und der Spule 44 und
ein Kernjoch 48 magnetisch verbunden mit dem Statorjoch 47 und angeordnet
zwischen einem inneren umfänglichen Abschnitt der Spule 44 und
der Nabenachse 15. In der Ausführungsform sind
das Statorjoch 47 und das Kernjoch 48 einstückig
geformt. Wie in 4 gezeigt, umfasst das Joch 46 mehrere
Mengen von ersten laminierten Jochs 60 und zweiten laminierten
Jochs 61, bestehend aus einer Vielzahl von laminierten
plattenartigen Stücken. Das erste laminierte Joch 60 ist
eingepasst in die Nut 57a in dem ersten Flansch 57 der Trommel 43 und
in ähnlicher Weise ist das zweiten laminierte Joch 61 eingepasst
in die Nut 58a in dem zweiten Flansch 58 der Trommel 43.
Die mehreren Mengen von laminierten Joch 60 und 61 sind
angeordnet an axial gegenüberliegenden Seiten mit der Spule 44 dazwischen.
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Wie
in 2, 3 und 6 gezeigt
umfasst der Verbinder 22 einen Kunstharzverbinderkörper
bzw. Verbinderkörper 49 gesichert an der Nabenachse 15 mittels
der Sicherungsmutter 36 und das Anschlusselement 50 gesichert
in dem Verbinderkörper 49. Der Verbinderkörper 49 ist
im Wesentlichen kreisförmig und hat eine Ecke 49a an
einem Abschnitt davon. An einem äußeren umfänglichen
Abschnitt der Ecke 49a ist ein Vorsprung zum Entfernen 49b nach
außen vorstehend gebildet, an welchem ein Stecker 13a (3)
verbunden mit einem vorderen Ende des äußeren
Drahts 13 lösbar gesichert ist. Der Verbinderkörper 49 ist
bedeckt mit einem nicht gezeigten Deckelelement mit Ausnahme des
Vorsprungs zum Entfernen 49b, um zu verhindern, dass das
Anschlusselement 50 dem Außenraum ausgesetzt ist.
Der Vorsprung zum Entfernen 49b ist bedeckt mit dem Stecker 13a.
Der Stecker 13a ist elektrisch verbindbar mit dem Anschlusselement 50.
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Das
Anschlusselement 50 ist an der Ecke 49a gesichert
und erstreckt sich an einem vorderen Ende zu dem Vorsprung zum Entfernen 49b.
Wie in 7 und 8 gezeigt, ist das Anschlusselement 50 gebildet
durch Pressen, zum Beispiel einem kupferbasierten Blech, und umfasst
an einem äußeren Verbindungsabschnitt 50a,
elektrisch verbunden mit dem. Stecker 13a des äußeren
Drahts 13, einen Sicherungsabschnitt 50b gesichert
an dem Verbinderkörper 49 und ein Spulenverbindungsabschnitt 50c, mit
welchem der erste Abschnitt 44b der Spule 44 elektrisch
verbunden ist. Der äußere Verbindungsabschnitt 50a ist
gebildet an einem vorderen Ende des Anschlusselements 50 und
ein vorderes Ende davon ist weiter gebogen. Der äußere
Verbindungsabschnitt 50a ist 90° gebogen von dem
Sicherungsabschnitt 50b und dann weiter gebogen in einer
schrägen Richtung. Der Befestigungsabschnitt 50b ist
gesichert mittels einem Vorsprung 49c, gebildet auf der Ecke 49a des
Verbinderkörper 49. Der Spulenverbindungsabschnitt 50c ist
90° von dem Sicherungsabschnitt 50b gebogen in
dieselbe Richtung wie der äußere Verbindungsabschnitt 50a und
dann gebogen parallel mit dem Sicherungsabschnitt 50b.
Ein hinteres Ende (ein oberes Ende in den 7 und 8) des
Spulenverbindungsabschnitts 50c ist 90° gebogen,
dort wo ein Durchführungsloch 15d gebildet ist, durch
welches das vordere Ende des ersten Abschnitts 50b der
Spule 44b passieren kann. An einer Seite des Spulenverbindungsabschnitts 50c ist
eine um 90° gebogene Sicherungsrippe 50e gebildet.
In der Sicherungsrippe 50e ist eine Verriegelungsnut 50f gebildet,
die das vordere Ende des ersten Abschnitts 44b verriegeln
kann, gebildet. Das vordere Ende des ersten Abschnitts 44b der
Spule 44 passiert das Durchführungsloch 50d und
wird dann gebogen und verriegelt in der Verriegelungsnut 50f. Dann
wird das verriegelte vordere Ende verbunden mit dem Anschlusselement 50 mittels
Lot 72.
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Der
Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Abschnitt 44b der
Spule 44 und dem Anschlusselement 50 ist bedeckt
mit einem zweiten Abdeckelement 66. Das zweite Abdeckelement 66 ist gebildet,
um auch ein Ende des ersten Abdeckelements 64 abzudecken.
Das zweite Abdeckelement 66 ist zum Beispiel ein Kunstharzschlauch
mit Wärmeschrumpfeigenschaften und isolierenden Eigenschaften
und zum Beispiel wird elektronenstrahl-kreuzverlinktes weiches Polyolefinharz
verwendet in einer äußeren Schicht und ein Heißkleber wird
in einer inneren Schicht verwendet. Daher wird, wenn das zweite
Abdeckelement 66 erhitzt wird, nach Ab decken des Verbindungsabschnitts,
das zweite Abdeckelement 66 schrumpfen entlang dem abgedeckten
Abschnitt und der innere umfängliche Abschnitt haftet an
dem abgedeckten Abschnitt. Gegenüberliegende Enden des
zweiten Abdeckelements 66 sind gedichtet mittels Silikonharzversieglern 74.
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Der
zweite Abschnitt 44c der Spule 44 ist ebenfalls
bedeckt mit einem dritten Abdeckelement (4) 68 ähnlich
dem ersten Abdeckelement 64 aufweisend Wärmeschrumpfeigenschaften
in einem Abschnitt in Richtung des Verbindungsabschnitts des Scheibenelements 52.
Der Verbindungsabschnitt zu dem Scheibenelement 52 gemeinsam
mit einem Ende des dritten Abdeckelements 68 ist abgedeckt mit
einem vierten Abdeckelement 70 ähnlich dem zweiten
Abdeckelement 66, aufweisend Wärmeschrumpfeigenschaften.
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Nun
wird die Erzeugung elektrischer Leistung durch den Nabendynamo 10 beschrieben.
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Wenn
das Vorderrad, das heißt das Nabengehäuse 18 rotiert
bezogen auf die Nabenachse 15, wenn das Fahrrad fährt,
rotiert der Permanentmagnet 41 bezüglich der inneren
Sicherungseinheit 42, gesichert an der Nabenachse 15.
Daher rotiert der Permanentmagnet 41 auf der äußeren
umfänglichen Seite der Spule 44 und des Jochs 46.
Dadurch wird alternierender magnetischer Fluss erzeugt in der Spule 44 und
ein Strom wird erzeugt in der Spule 44, um elektrische
Leistung zu erzeugen. Der erzeugte Strom passiert den ersten Abschnitt 44b der
Spule 44 zu einem Verbindungsanschluss der Verbinders 22 und
zu dem Vorderlicht 14 mittels des äußeren Drahts 13.
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Als
nächstes werden Abdeck- und Verbindungsverfahren der Spule 44 beschrieben.
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Wenn
eine Montage der inneren Sicherungseinheit 42 an der Nabenachse 15 abgeschlossen
ist, werden die ersten und zweiten Abschnitte 44b und 44c der
Spule 44 abgedeckt mit dem ersten und dritten Abdeckelement 64 und 68.
Insbesondere wird ein wärmeschrumpfbarer Schlauch mit einem
kleinen Durchmesser als erstes Abdeckelement 64 angeordnet über
dem ersten Abschnitt 44b exponiert von dem ersten Flansch 57 der
Trommel 43 und ein Schlauch mit schmalem Durchmesser, der
als drittes Abdeckelement 68 verwendet werden soll, wird
angeordnet über dem zweiten Abschnitt 44c exponiert von
dem zweiten Flansch 58 der Trommel 43. Zu diesem
Zeitpunkt werden die Schläuche zunächst auf die
Längen hinreichend länger als die Längen
des ersten Abschnittes 44b und des zweiten Abschnittes 44c abgelängt,
das heißt die Längen, welche den ersten und zweiten
Abschnitt 44b und 44c nach Wärmeschrumpfen
abdecken können. Dann werden die beiden Schläuche
mit den kleinen Durchmessern erhitzt auf eine Temperatur von zum
Beispiel 115°C oder höher, um zu schrumpfen. Daher
schrumpfen die Schläuche mit den kleinen Durchmessern und kommen
in engen Kontakt mit äußeren umfänglichen Flächen
des ersten und zweiten Abschnitts 44b und 44c,
um das erste und dritte Abdeckelement 64 und 68 zu
bilden.
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Dann
werden das erste und dritte Abdeckelement 64 und 68 abgezogen
von den vorderen Enden der ersten und zweiten Abschnitte 44b und 44c auf
geeignete Längen erforderlich zum Löten. Dann werden
wärmeschrumpfbare Schläuche mit geeigneter Länge
und großen Durchmessern als zweite und vierte Abdeckelemente 66 und 70 montiert
auf die äußere umfängliche Seite des
ersten und dritten Abdeckelements 64 und 68. Insbesondere
werden die beiden Schläuche mit großen Durchmessern
zuvor auf die Längen gekürzt, die einen Verbindungsabschnitt
zwischen einem Ende des ersten Abdeckelements 64 und dem
Anschlusselement 50 abdecken können, das heißt,
den Spulenverbindungsabschnitt 50c nach dem Schrumpfen
und die Längen, die ein Ende des dritten Abdeckelements 68 und
die Öse 52a abdecken können.
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In
diesem Zustand wird in dem ersten Abschnitt 44b das vordere
Ende, von welchem das erste Abdeckelement 64 abgezogen
wird, durch die Durchführungsöffnung 50d in
das Anschlusselement 50 geführt und gebogen, um
in der Verriegelungsnut 50f verriegelt zu sein. In dem
zweiten Abschnitt 44c ist das vordere Ende verriegelt mit
der Öse 52a des Scheibenelements 52.
Dann werden die ersten und zweiten Abschnitte 44b und 44c jeweils
an das Anschlusselement 50 und das Scheibenelement 52 gelötet.
Wenn das Löten abgeschlossen ist, werden die Schläuche
mit großen Durchmessern, die zuvor montiert wurden, angebracht
in den jeweiligen Verbindungsabschnitten. Zu diesem Zeitpunkt werden die
Schläuche so angeordnet, um die Enden des ersten und dritten
Abdeckelements 64 und 68 abzudecken. Dann werden
die Schläuche erhitzt auf eine Temperatur von zum Beispiel
115°C oder höher, um zu schrumpfen. So werden
die zweiten und vierten Abdeckelemente 66 und 70 gebildet,
der Verbindungsabschnitt zwischen der Spule 44 und dem
Anschlusselement 50 und dem Verbindungsabschnitt zwischen
der Spule 44 und dem Scheibenelement 52 sind abgedeckt
mit den Abdeckelementen 66 und 70 und die inneren
umfänglichen Abschnitte haften an den abgedeckten Abschnitten.
-
Schließlich
werden gegenüberliegende Enden der Abdeckelemente 66 und 70 abgedichtet durch
die Silikonharzversiegler 74, um die Verbindung der Spule 44 abzuschließen.
Wenn die Verbindung zwischen der Spule 44 und dem Anschlusselement 50 abgeschlossen
ist, wird das Anschlusselement 50 gesichert an dem Verbinderkörper 49 und der
Verbinder 22 ist abgeschlossen.
-
In
dem Nabendynamo 10 gemäß der Ausführungsform,
ist die Spule 44 in dem Generatormechanismus aus Aluminium
hergestellt, das ein geringeres spezifisches Gewicht als Kupfer
aufweist, was Gewicht der Spule 44 reduziert, um Gewicht
des Nabendynamos 10 zu reduzieren.
-
Der
erste Abschnitt 44b exponiert von der Trommel 43 der
Spule 44 ist abgedeckt mit dem ersten Abdeckelement 64 und
der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Abschnitt 44b und
dem Anschlusselement 50 ist abgedeckt mit dem zweiten Abdeckelement 66.
Daher wird, selbst wenn Flüssigkeit oder dergleichen von
der Seite des Anschlusselements 50 eintritt, verhindert,
dass die Flüssigkeit in den Verbindungsabschnitt eintritt
und Kontakt mit Luft kann verhindert werden, wodurch Korrosion des Verbindungsabschnitts
verhindert wird, selbst falls Metall verschieden von jenem der Spule 44 verwendet
wird in dem Lot 72 oder dem Anschlusselement 50.
Ferner ist der erste Abschnitt 44b der Spule 44 abgedeckt
mit dem ersten Abdeckelement 64, welches die Festigkeit
der Spule 44 in dem abgedeckten Abschnitt erhöht
und ein Brechen der Aluminiumspule 44 verhindert, selbst
wenn die Aluminiumspule wiederholt gebogen wird. Das verhindert
ein Brechen des ersten Abschnitts 44b selbst wenn der erste
Abschnitt 44b wiederholt gebogen wird beim Montieren des
Verbinders, wodurch sich die Bearbeitbarkeit erhöht.
-
Der
Verbindungsabschnitt in dem zweiten Abschnitt 44c ist ebenfalls
abgedeckt mit dem dritten und vierten Abdeckelement 68 und 70,
sodass die elektrolytische Korrosion in dem Abschnitt verhindert werden
kann, und die Festigkeit der Spule 44 ebenfalls erhöht
werden kann in dem zweiten Abschnitt 44c, wodurch ein Bruch
verhindert wird.
-
Ferner
sind die gegenüberliegenden Enden des zweiten Abdeckelements 66 abgedeckt
mit den Silikonharzversieglern 74, welche isolierende Eigenschaften
aufweisen und daher kann der Verbindungsabschnitt zuverlässig
abgedichtet werden, selbst falls schlechtes Schrumpfen oder schlechtes Haften
auftritt, aufgrund eines Schrumpfzustands in dem abgedeckten Abschnitt.
-
Zusätzlich
zu den ausführlich beschriebenen Beispielen der Erfindung
sind folgende Variationen der Erfindung denkbar, deren Ausführung
für den Fachmann offensichtlich ist und daher nur kurz
skizziert werden soll:
- (a) Ein jochauswärtiger
umfänglicher Abschnitt einer inneren Sicherungseinheit 42 kann
abgedeckt sein mit einem Abdeckelement, dass Wärmeschrumpfeigenschaften
aufweist. In diesem Fall können die plattenartigen Stücke,
welche erste und zweite laminierte Jochs 60 und 61 bilden,
am Verschobenwerden gehindert werden. Daher wird selbst bei einem
engen Abstand zwischen einem jochauswärtigen umfänglichen
Abschnitt des ersten und zweiten laminierten Jochs 60 und 61,
dargestellt durch eine Vielzahl von laminierten plattenartigen Stücken
und einem Permanentmagneten 41, wird verhindert, dass das
Joch 46 in Kontakt kommt mit dem Permanentmagneten 41.
Ferner ist nur zumindest eine äußere umfängliche Fläche
des Jochs 46 abgedeckt, anstelle dass die gesamten innere
Sicherungseinheit 42 mit Kunstharz abgedeckt ist, und daher
erhöht das Bereitstellen des Abdeckelements nur geringfügig
Gewicht der inneren Sicherungseinheit 42, wodurch ein Erhöhen
im Gewicht des Generatormechanismus 20 so weit wie möglich
vermieden wird.
- (b) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist
der Nabendynamo beispielhaft beschrieben als eine Klauenpolstruktur
aufweisend, allerdings kann die vorliegende Erfindung angewendet werden
auf einen Nabendynamo, der keine Klauenpolstruktur aufweist.
- (c) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist
die gesamte Spule aus Aluminium hergestellt, allerdings könnten
nur der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt aus Aluminium
gefertigt sein.
-
- 10
- Nabendynamo
- 13
- Äußerer
Draht
- 13a
- Stecker
- 14
- Vorderlicht
- 15
- Nabenachse
- 15a,
15b
- erste
Außengewindeabschnitte
- 15c
- zweiter
Außengewindeabschnitt
- 15d
- Drahteinfügenut
- 16,
17
- Paar
von Lager
- 16a,
17a
- Kugelpresselement
- 18
- Nabengehäuse
- 20
- Generatormechanismus
- 22
- Verbinder
- 24,
25
- Sicherungsmuttern
- 31
- Gehäusekörper
- 31a
- erweiterter
Abschnitt
- 32
- Deckelelement
- 32a
- zylindrischer
Gewindeabschnitt
- 33a,
33b
- Paar
von Nabenflanschen
- 33b
- scheibenförmiger
Trägerabschnitt
- 34a,
34b
- Vielzahl
von Montagelöchern
- 35,
36
- Sicherungsmuttern
- 38a,
38b
- Paar
von Montageschrauben
- 41
- Permanentmagnet
- 42
- Innere
Sicherungseinheit
- 43
- Trommel
- 44
- Spule
- 44a
- Spulenabschnitt
- 44b
- erster
Abschnitt
- 44c
- zweiter
Abschnitt
- 46
- Joch
- 47
- Statorjoch
- 48
- Kernjoch
- 49
- Verbinderkörper
- 49a
- Ecke
- 49b
- Vorsprung
zum Entfernen
- 49c
- Vorsprung
- 50
- Anschlusselement
- 50a
- äußerer
Verbindungsabschnitt
- 50b
- Sicherungsabschnitt
- 50c
- Spulenverbindungsabschnitt
- 50d
- Durchführungsloch
- 50e
- Sicherungsrippe
- 50f
- Verriegelungsnut
- 52
- Scheibenelement
- 52a
- Öse
- 56
- zylindrische
Tonne
- 57
- erster
Flansch
- 57a,
58a
- Vielzahl
von Nuten
- 58
- zweiter
Flansch
- 60
- erste
laminierte Jochs
- 61
- zweite
laminierte Jochs
- 64
- erstes
Abdeckelement
- 66
- zweites
Abdeckelement
- 68
- drittes
Abdeckelement
- 70
- viertes
Abdeckelement
- 72
- Lot
- 74
- Silikonharzversiegler
- 99
- Speichen
- 101
- Fahrrad
- 102
- Rahmen
- 102a
- Vordergabel
- 104
- Lenker
- 105
- Antriebsabschnitt
- 106
- Vorderrad
(Rad)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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